一种考虑可调负荷的配电网扩容改造方法、装置及设备

技术领域

本发明属于配电网扩容改造技术领域，具体涉及一种考虑可调负荷的配电网扩容改造方法、装置及设备。

背景技术

目前配电网规划依旧通过加大电网建设投资、提高设备冗余来满足负荷增长需求，难以满足国民经济发展、产业升级、高端制造对高可靠连续的供电需求。

需求响应是一种新型的供需调节方式，可以使用户侧可控负荷资源来替代电网供应侧资源，需求响应是指电力用户根据电力市场的价格信号或激励信号做出响应，改变原有的电力消费计划，以应对负荷高峰的出现，平抑负荷波动、促进新能源消纳，提高电力系统运行的安全性和稳定性。对于电网企业而言，需求侧响应不仅可以削减高峰用电负荷，在电力供应紧张时有效缓解限电压力，还可以提高电网设备利用率，促进电网安全、经济运行，延缓或减少电网建设所需投资。然而，电网企业在需求侧响应调节机制下，如何在电网扩容改造时配置合适的可调负荷参与程度，从而控制住电网建设投资、提高设备利用率，是亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种考虑了可调负荷参与响应程度对配电台区影响的考虑可调负荷的配电网扩容改造方法。

为实现以上目的，本发明的技术方案如下：

一种考虑可调负荷的配电网扩容改造方法，所述方法包括以下步骤：

S1、获取配电台区从当前负荷水平至饱和负荷水平的运行年限以及在整个运行年限下的最大负荷曲线；

S2、先根据步骤S1获得的数据计算配电台区在配置有不同参与比例可调负荷下的最大负荷曲线，然后基于该曲线得到配电台区在配置有不同参与比例可调负荷下的扩容改造方案；

S3、计算配电台区在配置有不同参与比例可调负荷下的扩容改造方案的电网支出，选出电网支出下降最显著的参与比例，其对应的扩容改造方案即为最优的扩容改造方案。

所述步骤S2包括：

S21、根据以下公式获得配电台区在不同参与比例可调负荷下的最大负荷曲线：

P′

P

上式中，P′

S22、根据步骤S22获得的最大负荷曲线得到配电台区在不同参与比例可调负荷下的扩容改造方案，其中，所述扩容改造方案是对电网设备在整个运行年限下进行多次扩容改造得到，每次扩容改造均是在配电台区的年最大负荷超过当前变压器额定容量时进行，当年最大负荷达到配电台区的饱和负荷水平时停止进行扩容改造。

步骤S22中，每次扩容改造均是在配电台区的年最大负荷超过当前变压器额定容量1.2倍时进行。

步骤S3中，配电台区在配置有不同参与比例的可调负荷情景下的扩容改造方案的电网支出根据以下公式计算得到：

C

K

上式中，C

所述k%取0％、5％、10％、15％、20％、30％。

一种考虑可调负荷的配电网扩容改造装置，所述装置包括数据获取模块、扩容改造方案获取模块、扩容改造方案优选模块；

所述数据获取模块用于获取配电台区从当前负荷水平至饱和负荷水平的运行年限以及在整个运行年限下的最大负荷曲线；

所述扩容改造方案获取模块，用于计算配电台区在配置有不同参与比例可调负荷下的最大负荷曲线，然后基于该曲线得到配电台区在配置有不同参与比例可调负荷下的扩容改造方案；

所述扩容改造方案优选模块，用于计算配电台区在配置有不同参与比例可调负荷下的扩容改造方案的电网支出，选出电网支出下降最显著的参与比例区间，其对应的扩容改造方案即为最优的扩容改造方案。

所述数据获取模块，用于获得配电台区在不同参与比例可调负荷下的最大负荷曲线，然后根据该最大负荷曲线得到配电台区在不同参与比例可调负荷下的扩容改造方案，其中，所述扩容改造方案是对电网设备在整个运行年限下进行多次扩容改造得到，每次扩容改造均是在配电台区的年最大负荷超过当前变压器额定容量时进行，当年最大负荷达到配电台区的饱和负荷水平时停止进行扩容改造，所述配电台区在不同参与比例可调负荷下的最大负荷曲线根据以下公式得到：

P′

P

上式中，P′

所述扩容改造方案优选模块用于根据以下公式计算配电台区在配置有不同参与比例的可调负荷情景下的扩容改造方案的电网支出：

C

K

上式中，C

一种考虑可调负荷的配电网扩容改造设备，所述设备包括处理器以及存储器；

所述存储器，用于存储计算机程序代码，并将所述计算机程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述计算机程序代码中的指令执行前述的考虑可调负荷的配电网扩容改造方法。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的考虑可调负荷的配电网扩容改造方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明一种考虑可调负荷的配电网扩容改造方法，先获取配电台区从当前负荷水平至饱和负荷水平的运行年限以及在整个运行年限下的最大负荷曲线，然后根据该曲线计算配电台区在配置有不同参与比例可调负荷下的最大负荷曲线，再基于不同参与比例可调负荷下的最大负荷曲线获得不同参与比例可调负荷下的扩容改造方案，最后计算配电台区在配置有不同参与比例可调负荷下的扩容改造方案的电网支出，选出电网支出下降最显著的参与比例，其对应的扩容改造方案即为最优的扩容改造方案；该设计先基于计算得到的不同参与比例可调负荷下的最大负荷曲线获得不同参与比例可调负荷下的扩容改造方案，再比较不同参与比例可调负荷下的扩容改造方案的电网支出，优选出经济性最优的参与比例与扩容改造方案，兼顾了经济性、设备利用率、平抑负荷波动削减高峰用电负荷三方面需求。因此，本发明在优选扩容改造方案时考虑了可调负荷参与响应程度对配电台区影响，能够兼顾了经济性、设备利用率、平抑负荷波动削减高峰用电负荷三方面需求。

附图说明

图1为本发明所述考虑可调负荷的配电网扩容改造方法的流程图。

图2为实施例1中配电台区未配置可调负荷时的最大负荷曲线。

图3为实施例1中配电台区在不同参与比例可调负荷下的扩容改造方案。

图4为本发明所述考虑可调负荷的配电网扩容改造装置的结构示意图。

图5为本发明所述考虑可调负荷的配电网扩容改造设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式以及附图对本发明作进一步详细的说明。

参见图1，一种考虑可调负荷的配电网扩容改造方法，以某配电台区为研究对象，所述方法包括以下步骤：

S1、获取配电台区从当前负荷水平至饱和负荷水平的运行年限以及在整个运行年限下的最大负荷曲线；

所述运行年限为27年，未配置可调负荷时各年的最大负荷值如表1所示：

表1未配置可调负荷时各年的最大负荷值

整个运行年限下的最大负荷曲线如图2所示，图中，配电台区当前变压器额定容量为200kVA，当台区年最大负荷达到220kW时(第4年)，对台区变压器扩容至额定容量250kVA；当台区年最大负荷达到275kW时(第8年)，对台区开展变压器扩容至额定容量300kVA，并相应扩容该台区的线路容量；当台区年最大负荷达到330kW时(第13年)，对台区开展变压器扩容至额定容量400kVA；配电台区当年运行维护费为6000元/年；第一阶段扩容250kVA所需安装费为440000元，相应年运行维护费为6600元/年；第二阶段扩容300kVA及相应线路，所需安装费为780000元，相应年运行维护费11700元；第三阶段扩容400kVA所需安装费为800000元，相应年运行维护费为12000元；

S2、先根据步骤S1获得的最大负荷曲线计算配电台区在配置有不同参与比例可调负荷下的最大负荷曲线，计算公式为：

P′

P

上式中，P′

得到不同参与比例可调负荷下的各年最大负荷值如表2所示：

表2不同参与比例可调负荷下的各年最大负荷值

然后根据配电台区在配置有不同参与比例可调负荷下的最大负荷曲线对电网设备进行扩容改造，获得配电台区在不同参与比例可调负荷下的扩容改造方案，其中，所述扩容改造方案是指在整个运行年限下对电网设备进行多次扩容改造，每次扩容改造均是在配电台区的年最大负荷超过当前变压器额定容量1.2倍时进行，当年最大负荷达到配电台区的饱和负荷水平时，则停止进行扩容改造；

获得的配电台区在不同参与比例可调负荷下的扩容改造方案如图3所示，与可调负荷参与比例为0％对比来看，当台区配置可调负荷后，降低了台区的年负荷峰值，同时延缓甚至减少了输配电设备的投资；当可调负荷参与比例为5％时分别在第5年、第9年和第14年进行扩容改造；当可调负荷参与比例为10％时，分别在第6年、第10年和第16年进行扩容改造；当可调负荷参与比例为15％时，分别在第7年、第12年和第21年进行扩容改造；当可调负荷为20％时，分别在第8年和第14年进行扩容改造；当可调负荷在30％时，分别在第11年和第22年进行扩容改造；可以看到，当可调负荷参与比例为20％和30％时，不需进行第三次扩容改造，即无需将台区容量扩容至400kVA；

S3、根据以下公式计算得到配电台区在配置有不同参与比例可调负荷下的扩容改造方案的电网支出，计算结果如表3所示：

C

K

上式中，C

表3不同参与比例可调负荷下的电网支出

由表3可以看出，可调负荷参与比例为15％-20％时电网支出降低最为显著，因此，以可调负荷参与比例为15％-20％时对应的扩容改造方案作为最优扩容改造方案，该方案对电网设备利用率、经济性、削峰能力均有显著提升。

实施例2：

参见图4，一种考虑可调负荷的配电网扩容改造装置，所述装置包括数据获取模块、扩容改造方案获取模块、扩容改造方案优选模块；所述数据获取模块用于获取配电台区从当前负荷水平至饱和负荷水平的运行年限以及在整个运行年限下的最大负荷曲线；所述数据获取模块用于获得配电台区在不同参与比例可调负荷下的最大负荷曲线，然后根据该最大负荷曲线得到配电台区在不同参与比例可调负荷下的扩容改造方案，其中，所述扩容改造方案是对电网设备在整个运行年限下进行多次扩容改造得到，每次扩容改造均是在配电台区的年最大负荷超过当前变压器额定容量时进行，当年最大负荷达到配电台区的饱和负荷水平时停止进行扩容改造，所述配电台区在不同参与比例可调负荷下的最大负荷曲线根据以下公式得到：

P′

P

上式中，p′

所述扩容改造方案优选模块用于先根据以下公式计算配电台区在配置有不同参与比例可调负荷下的扩容改造方案的电网支出，然后选出电网支出下降最显著的参与比例区间，其对应的扩容改造方案即为最优的扩容改造方案：

C

k

上式中，C

实施例3：

参见图5，一种考虑可调负荷的配电网扩容改造设备，所述设备包括处理器以及存储器；所述存储器用于存储计算机程序代码，并将所述计算机程序代码传输给所述处理器；所述处理器用于根据所述计算机程序代码中的指令执行如实施例1所述的考虑可调负荷的配电网扩容改造方法；

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如实施例1所述的考虑可调负荷的配电网扩容改造方法。

领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。